DE3723915A1 - Hydraulische zweikreis-bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zweikreis- Bremsanlage für ein mit einem ABS, das nach dem Prinzip der Bremsdruckveränderung durch Volumänderung an die Radbremsen angeschlossener Druckräume arbeitet, ausgerüstetes Straßenfahrzeug, dessen Bremskreise als statische Brems­ kreise ausgebildet sind, zu deren Bremsdruck-Beaufschlagung ein durch Pedalkraft steuerbares Bremsgerät vorgesehen ist, das zwei, je einem der beiden Bremskreise I und II zuge­ ordnete, gemeinsam betätigbare statische Hauptzylinder sowie einen - in das Bremsgerät integrierten - hydraulischen Bremskraftverstärker umfaßt, bei dem als Steuerelement ein Bremsventil vorgesehen ist, das einen zur Pedalkraft proportionalen, vom Ausgangsdruck P _A einer Hilfsdruckquelle abgeleiteten Steuerdruck P _BKV abgibt, und als Verstärkungs­ element ein - linearer - hydraulischer Antriebszylinder vorgesehen ist, durch dessen Kolben ein mit dem Ausgangs­ druck des Bremsventils beaufschlagter Antriebsdruckraum gegen einen Funktionsraum abgegrenzt ist, der im Brems­ druck-Aufbau-Betrieb des Bremsgeräts an den - drucklosen - Vorratsbehälter der Hilfsdruckquelle angeschlossen ist, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge­ nannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.

Eine derartige Bremsanlage ist in der eigenen, älteren - nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 37 00 697.5-21 - in mehreren Varianten beschrieben.

Bei dieser Bremsanlage sind in einem gemeinsamen Bremsgerät­ gehäuse die beiden Hauptzylinder, für welche die für sich bekannte Twin-Anordnung vorgesehen ist, und - zwischen diesen - der Bremskraftverstärker mit parallelem Verlauf ihrer zentralen Achsen untergebracht. Die Übertragung der Pedal­ kraft und der von dem Antriebszylinder zur Bremskraftver­ stärkung erzeugten Zusatzkraft auf die Hauptzylinderkolben ist eine momentausgeglichene Wippe vorgesehen, deren Arme über je einen axialen Stößel an den Hauptzylinderkolben abgestützt sind. Diese Wippe ist, um eine Achse, die senk­ recht zu der Achsebene der Hauptzylinder verläuft, schwenk­ bar an einem Lagerblock gelagert, der fest mit einer Kolben­ stange verbunden ist, die, vom Antriebszylinderkolben aus­ gehend, mit diesem fest verbunden ist und an deren freiem Ende, das aus dem Gehäuse des Bremsgeräts herausragt, das Bremspedal über einen Steuerkolben angreift, der seinerseits über einen langgestreckten Steuerstab, der innerhalb der hohlrohrförmigen Kolbenstange verläuft, das Bremsventil betätigt, das in für sich bekannter Bauweise und Funktion realisiert ist. Die für die Bremskraftverstärkung ausnutz­ bare Antriebsfläche des Kolbens ist um die dem Außendurch­ messer der Kolbenstange entsprechende Querschnittsfläche F ₂ derselben kleiner als die Querschnittsfläche F ₁ der Bohrung, in welcher der Verstärkerkolben druckdicht verschiebbar ge­ führt ist. Durch diesen Kolben ist der Antriebsdruckraum des Verstärkerzylinders gegen einen bei einer normalen, das heißt der Antiblockier-Regelung nicht unterworfenen Bremsung drucklos gehaltenen Funktionsraum abgegrenzt, aus dem, wenn sich der Verstärkerkolben im Sinne eines Brems­ druck-Aufbaues bewegt, Arbeitsmedium zum Vorratsbehälter hin ungehindert abfließen kann. Das Verhältnis der effek­ tiven Längen L _V und L _H der an den Hauptzylinderkolben axial abgestützten Wippenarme ist so getroffen, daß es dem "umgekehrten" Verhältnis F _H /F _V der wirksamen Querschnitts­ flächen F _H und F _V der Hauptzylinderkolben entspricht. Zur Realisierung der Antiblockier-Regelfunktionen sind ventilgesteuert mit dem Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle beaufschlagbare Stellzylinder vorgesehen, deren Kolben über Anschlagelemente unmittelbar an den Hauptzylinderkolben des Bremsgeräts angreifen und diese im Sinne einer Volumerweite­ rung der Ausgangsdruckräume der Hauptzylinder - gegen die an diesen angreifende Betätigungskraft - zurückschieben können, wobei für den Fall, daß in beiden Bremskreisen Druckabbau-Phasen der Antiblockier-Regelung erzielt werden sollen, auch die Möglichkeit einer ventilgesteuerten "Abschaltung" der Bremskraftverstärkung gegeben ist.

Ungeachtet einer Reihe vorteilhafter Eigenschaften der inso­ weit erläuterten Bremsanlage und ihres Bremsgeräts ist der zur Realisierung der zusätzlichen Bremsdruckabbau-Stell­ glieder erforderliche technische Aufwand doch erheblich und auch mit zusätzlichem Raumbedarf für das Bremsgerät verknüpft, was oftmals Probleme hinsichtlich des Einbaues solcher Geräte in den ohnehin beengten Motorraum eines Fahrzeuges aufwirft. Es kommt hinzu, daß durch die zusätz­ lichen Kolbendichtungen der Hilfskolben, die im normalen Bremsbetrieb "mitgeschleppt" werden müssen, eine zusätz­ liche Reibung auftritt, die zwar, solange der Bremskraft­ verstärker ordnungsgemäß arbeitet, nicht stört, bei einem Ausfall desselben jedoch zu einer erheblichen Reduzierung der in Bremskraft umsetzbaren Pedalkraft führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei gleich guten funktionellen Eigenschaften eine Vereinfachung ihres Aufbaues und eine Reduzierung des Raumbedarfs ihres Bremsgeräts erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Hierdurch erzielte technische Vorteile sind zumindest die folgenden:
Durch ventilgesteuerten Anschluß eines normalerweise als Ausgleichsraum wirkenden Funktionsraumes des Verstärker- Zylinders, entweder an dessen Antriebsdruckraum, in den der Pedalkraft-proportionale, mittels des Bremsventils vom Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle abgeleitete Verstärker­ druck eingekoppelt ist, oder direkt an den Druckausgang der Hilfsdruckquelle, kann der Verstärkerzylinder auch als Stellglied für die Steuerung von Druckabbau-Phasen der Antiblockier-Regelung ausgenutzt werden, und zwar, da er über die Wippe des Bremsgeräts auf die Kolben beider Haupt­ zylinder wirkt, für beide Bremskreise des Fahrzeugs.

Zwar ist eine "gegenphasige" Bremsdruckregelung, derart, daß in dem einen Bremskreis Bremsdruck abgebaut und gleich­ zeitig im anderen Bremskreis Bremsdruck aufgebaut wird, nicht möglich, aber es kann, während am einen Bremskreis Bremsdruck abgebaut oder aufgebaut wird, am anderen Brems­ kreis der Bremsdruck - durch Ansteuerung der jeweiligen Bremsdruck-Regelventile in deren Sperrstellung der Brems­ druck gehalten werden. Diese funktionelle Einschränkung ist jedoch nicht gravierend, da Druckabbau-Phasen in aller Regel innerhalb kurzdauernder Zeitspannen von weniger als 10% der Zykluszeit eines üblichen ABS-Regelzyklus durch­ geführt werden können, so daß ein hierdurch bedingter Verlust ansonsten ausnutzbarer Bremskraft praktisch ver­ nachlässigbar ist. Es kommt hinzu, daß ein einziger zu­ sätzlicher Stellzylinder genügen würde, um eine gegen­ phasige Regelung an beiden Bremskreisen zu ermöglichen, in welchem Falle das Bremsgerät der erfindungsgemäßen Bremsanlage immer noch einfacher aufgebaut sein könnte als ein Bremsgerät gemäß der älteren Patentanmeldung, bei dem für eine gegenphasige Regelung an zusätzlich zu dem Verstärkerzylinder zwei Stellzylinder vor­ gesehen werden müssen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die deutlich geringere Anzahl erforderlicher Kolbendich­ tungen und die hieraus resultierende relativ bessere Funktion der Bremsanlage bei einem Ausfall der Hilfsdruck­ quelle.

Die gemäß Anspruch 2 vorgesehene Auslegung des ABS-Steuer­ ventils bewirkt eine Begrenzung der Druckanstiegs-Rate in Druckaufbau-Phasen, insbesondere der Antiblockier-Regelung und ist daher günstig für eine bedarfsgerechte Steuerung der Bremsdruck-Zumessung zu den beiden Bremskreisen in Regelphasen der Antiblockier-Regelung, wobei eine derartige Steuerung der Druck-Zumessung im Sinne einer Optimierung der ausnutzbaren Bremsverzögerung zweckmäßigerweise unter Berück­ sichtigung der Radverzögerungen und der Bremsdrücke in den Hauptzylindern erfolgt, für welche die Ausgangssignale von Raddrehzahlsensoren des ABS bzw. die Ausgangssignale von Stellungsgebern, welche für die Hauptzylinderkolben- Positionen charakteristische Ausgangssignale erzeugen, repräsentativ sind. Ein gemäß Anspruch 3 gestaltetes und ansteuerbares Sicherheitsventil gewährleistet, daß die Bremsanlage auch dann funktionsfähig bleibt, falls das ABS-Steuerventil nach einer Ansteuerung in seine Druckabbau- Stellung in dieser Stellung "hängen" bleiben sollte, er­ möglicht in seiner Grundstellung, wenn auch gleichzeitig das ABS-Steuerventil seine Grundstellung einnimmt, die Aufladung des Druckspeichers der Hilfsdruckquelle und in seiner erregten Stellung einen schonenden Umlaufbetrieb der Ladepumpe.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Aus­ führungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine erfindungs­ gemäße hydraulische Zweikreis-Bremsanlage für ein Straßen­ fahrzeug, das auch mit einem ABS ausgerüstet ist, in ver­ einfachter Schaltbilddarstellung.

Die in der Zeichnung, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, dargestellte, erfindungsgemäße Bremsan­ lage 10, durch die gleichzeitig das mit dieser Anlage ausgerüstete Fahrzeug repräsentiert sein soll, ist als hydraulische Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet, deren Vorderradbremsen 11 und 12 zu einem Vorderachs-Brems­ kreis I und deren Hinterradbremsen 13 und 14 zu einem Hinterachs-Bremskreis II zusammengefaßt sind, die über die Hauptbremsleitungen 16 bzw. 17 an die den Brems­ kreisen I und II jeweils zugeordneten Druckausgänge eines mittels eines Bremspedals 18 betätigbaren Brems­ geräts 19 angeschlossen sind.

Die Bremskreise I und II sind als statische Bremskreise ausgebildet, zu deren Druckbeaufschlagung im Rahmen des Bremsgeräts 19 je ein insgesamt mit 21 bzw. 22 bezeich­ neter Hauptzylinder vorgesehen ist, die einen an die je­ weilige Hauptbremsleitung 16 bzw. 17 angeschlossenen Aus­ gangsdruckraum 23 bzw. 24 haben, in dem durch - pedal­ kraft-gesteuerte Verschiebung eines Hauptzylinderkolbens 26 bzw. 27 statisch Bremsdruck aufgebaut und abgebaut werden kann.

Das Bremsgerät 19 ist in der sogenannten Twin- (Zwillings-) Bauweise ausgeführt, derart, daß die beiden Hauptzylin­ der 21 und 22 mit parallelem Verlauf ihrer zentralen Längsachsen 28 bzw. 29 in seitlichem Abstand neben­ einander angeordnet sind, wodurch, verglichen mit einer ansonsten üblichen Tandem-Anordnung einerseits eine er­ hebliche Verringerung der in Richtung dieser Längsachsen 28 bzw. 29 gemessenen Baulänge des Bremsgeräts 19 erzielt wird und andererseits eine Anordnung der Hauptzylinder 21 und 22 vorgegeben ist, die, worauf nachfolgend noch näher einge­ gangen wird, auch mittels einfach gestalteter Stellungs­ geber 31 und 32 eine Erfassung der jeweiligen Positionen der Hauptzylinderkolben 26 und 27 innerhalb der Zylinder­ bohrungen 33 bzw. 34 möglich ist.

In das Bremsgerät 19 ist auch ein insgesamt mit 36 bezeich­ neter, hydraulischer Bremskraftverstärker integriert, der, in Proportionalität zu der auf das Bremspedal 18 ausge­ übten Steuerkraft, eine Verstärkung der auf die Haupt­ zylinderkolben 26 und 27 wirkenden Stellkräfte um einen durch die Auslegung des Bremskraftverstärkers 36 bedingten Verstärkungsfaktor vermittelt.

Der Bremskraftverstärker 36 ist als linearer Hydraulik­ zylinder ausgebildet, dessen Kolben 37 in einer "zwischen" den Gehäusebohrungen 33 und 34 der beiden Hauptzylinder 21 und 22 angeordneten, insoweit zentralen Gehäusebohrung 38, in deren Längsrichtung druckdicht hin- und her-verschiebbar geführt ist, wobei die zentrale Längsachse 39 dieses Hydro­ zylinders parallel zu den zentralen Längsachsen 28 und 29 der beiden Hauptzylinder 21 und 22 und in der durch diese markierten Längsmittelebene des Bremsgeräts 19 verläuft. Durch den Kolben 37 und eine innere Zwischenwand 41 des Hauptzylindergehäuses ist gehäusefest und durch den Kol­ ben 37 des Bremskraftverstärkers beweglich ein Antriebs­ druckraum 42 begrenzt, in den ein mittels eines insgesamt mit 43 bezeichneten Proportionalventils ein vom Ausgangs­ druck einer Hilfsdruckquelle 44 abgeleiteter Steuerdruck einkoppelbar ist, der zu der Kraft proportional ist, mit der der Fahrer das Bremspedal 18 betätigt und mit dieser zwischen Null und dem maximalen Ausgangsdruck P _A der Hilfs­ druckquelle variiert werden kann.

Das Proportionalventil 43 ist in für sich bekannter Aus­ führung als Schieber-Ventil realisiert, dessen Ventil­ schieber über einen langgestreckten Steuerstab 46 mit dem Bremspedal 18 bewegungsgekoppelt ist. Mit dem Kolben 37 ist eine langgestreckte Kolbenstange 47 fest verbunden, die durch eine zentrale Öffnung 48 der Zwischenwand 41 hindurchtritt und gegen diese abgedichtet ist und in einer mit dieser fluchtenden Öffnung 49 des pedalseitigen Deckels 51 des Hauptzylinder- und Verstärker-Gehäuses 52 zusätzlich geführt ist, wobei diese Kolbenstange, in der dargestellten Grundstellung gesehen, mit einem Endab­ schnitt 47′ aus dem Gehäuse herausragt, dessen axiale Länge mindestens und etwa gleich dem maximalen Hub H des Verstärkerkolbens 37 ist. Die Kolbenstange 47 ist als langgestrecktes Hohlrohr ausgebildet, in dessen pedal­ seitigem Endabschnitt 47′ ein Steuerkolben 53 druckdicht verschiebbar eingesetzt ist, an dem der Pedalstößel 54 angreift. Dieser Steuerkolben 53 ist über den Steuer­ stab 46, der die Kolbenstange 47 zentral durchsetzt, mit dem Schieber 56 des Proportionalventils 43 fest ver­ bunden, wobei der Verschiebeweg des Steuerkolbens 53 relativ zu der Kolbenstange 47 durch axiale Anschläge auf eine kleine Strecke begrenzt ist, die mindestens dem Aussteuerhub des Proportionalventils 43 entspricht und etwa gleich diesem Aussteuerhub ist.

Zur Übertragung der von dem Bremskraftverstärker 36 ent­ falteten Betätigungskraft auf die Hauptzylinderkolben 26 und 27 ist eine insgesamt mit 57 bezeichnete Wippe vorge­ sehen, die an einem mit der Kolbenstange 47 fest verbundenen Lagerblock 58 schwenkbar gelagert ist, wobei die Schwenk­ achse 59 senkrecht zu der durch die zentralen Achsen 28 und 29 der Hauptzylinder 21 und 22 markierten Ebene ver­ läuft und derart "exzentrisch" bezüglich der zentralen Achse 39 des Bremskraftverstärkers 36 angeordnet ist, daß das Verhältnis L _V /L _H der effektiven Längen L _V und L _H der Wippenarme 57′ und 57′′, die über axiale Stößel 61 bzw. 62 an dem Kolben 26 des dem Vorderachs-Bremskreis zugeord­ neten Hauptzylinders 21 bzw. dem Kolben 27 des dem Hinter­ achs-Bremskreis zugeordneten Hauptzylinders 22 abgestützt sind, dem Verhältnis F _H /F _V der wirksamen Kolbenflächen F _H und F _V des Kolbens 27 des dem Hinterachs-Bremskreis II zu­ geordneten Hauptzylinders 22 bzw. des Kolbens 26 des dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordneten Hauptzylinders 21 entspricht, so daß sich bei gleichen Verschiebewegen der Kolben 26 und 27 der beiden Hauptzylinder 21 und 22 in deren Ausgangsdruckräumen 23 und 24 dieselben Bremsdrücke ein­ stellen, jedenfalls dann, wenn beide Bremskreise I und II "gleich gut" entlüftet sind.

Die für die Positionen der Hauptzylinderkolben 26 und 27 charakteristischen Ausgangssignale der Stellungsgeber 31 und 32 sind, zumindest in diesem Falle, ein Maß für die in den Ausgangsdruckräumen 23 und 24 der Hauptzylinder 21 und 22 herrschenden Drücke P _VA und P _HA und können daher bei - voraussetzbarer - Kenntnis des Zusammenhanges zwischen Kolbenstellung und Ausgangsdruck P _VA bzw. P _HA in Einheiten des Bremsdruckes ausgewertet werden.

Soweit in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen Indizes "VA" und "HA" sowie "VL" und "VR" in Ver­ bindung mit Größenangaben oder Bau- und Funktionselementen verwendet werden, soll dies den Hinweis auf die Vorder­ achse und die Hinterachse bzw. das linke Vorderrad und das rechte Vorderrad des Fahrzeuges bedeuten.

Das Fahrzeug ist auch mit einem insgesamt mit 60 bezeich­ neten ABS ausgerüstet, das, nach üblichen Kriterien ar­ beitend, im Falle seines Ansprechens eine Bremsdruck- Regelung dahingehend vermittelt, daß der Bremsschlupf der der Regelung einzeln oder zu mehreren unterwerfbaren Fahrzeugrädern stets innerhalb eines sowohl mit guter Bremsverzögerung als auch mit guter Fahrstabilität ver­ träglichen Wertebereiches gehalten wird.

Dieses ABS 60 ist so ausgelegt, daß zusätzlich zu für eine wirksame Regelung unbedingt erforderlichen Bremsdruckab­ bau- und Bremsdruckaufbau-Phasen auch Bremsdruckhalte-Phasen, letztere zumindest an den Vorderradbremsen 11 und 12, er­ zielbar sind, für deren Dauer ein zuvor in die jeweilige Radbremse eingesteuerter bzw. durch die Regelung erzielter Bremsdruck konstant gehalten wird.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten, speziellen Gestaltung des ABS 60 ist für jede der beiden Vorderradbremsen 11 und 12 je ein Bremsdruck-Regelventil 63 bzw. 64 vorgesehen, mittels derer die Vorderradbremsen 11 und/oder 12 einzeln oder gemeinsam gegen die Hauptbremsleitung 16 des Vorder­ achs-Bremskreises I absperrbar sind. Für den Hinterachs- Bremskreis II hingegen ist nur ein einziges Bremsdruck­ ventil vorgesehen, mittels dessen die Hinterradbremsen 13 und 14 jeweils nur gemeinsam an die Hauptbremsleitung 17 des Hinterachs-Bremskreises anschließbar bzw. gegen diese absperrbar sind. Die Grundstellung Null dieser Bremsdruck- Regelventile 63, 64 und 66 ist jeweils die Durchfluß- Stellung, in der die angeschlossene(n) Radbremse(n) über das jeweilige Ventil kommunizierend mit dem Ausgangsdruck­ raum 23 bzw. 24 des Vorderachs-Hauptzylinders 21 bzw. des Hinterachs-Hauptzylinders 22 des Bremsgeräts 19 verbunden ist bzw. sind. In den erregten Stellungen I dieser Ventile 63 und/oder 64 bzw. 66, in welche diese durch elektrische Aus­ gangssignale einer elektronischen Steuereinheit 67 des ABS 60 steuerbar sind, sind die jeweils angeschlossenen Rad­ bremsen 11 und/oder 12 bzw. 13 und 14 gegen den Ausgangs­ druckraum 23 bzw. 24 des Vorderachs-Hauptzylinders 21 bzw. des Hinterachs-Hauptzylinders 22 abgesperrt. In ihren er­ regten Stellungen I vermitteln somit die Bremsdruck- Regelventile 63 und/oder 64 bzw. 66 die Bremsdruck- Halte-Funktion.

Weiter umfaßt das ABS 60 ein als 2/3-Wege-Magnetventil aus­ gebildetes Funktions-Steuerventil 68, das durch ein Ausgangs­ signal der elektronischen Steuereinheit 67 aus seiner darge­ stellten Grundstellung O, in welcher ein Bremsdruck­ aufbau an denjenigen Radbremsen 11 und/oder 12 bzw. 13 und 14 möglich ist, deren zugeordnete Bremsdruck-Regel­ ventile 63 und/oder 64 bzw. 66 in deren Grundstellung gehalten sind, in eine erregte Stellung I steuerbar ist, in welcher an den - hydraulisch entsprechend geschalteten - Radbremsen 11 und/oder 12 bzw. 13 und 14 ein Abbau des Bremsdruckes möglich ist.

In der dargestellten Grundstellung dieses Funktions- Steuerventils 68 ist der durch den Verstärkerkolben 37 gegen den Antriebsdruckraum 42 abgegrenzte, nach außen hin durch die Endstirnwand 69 des Gehäuses 52 des Brems­ geräts 19 gehäusefest abgeschlossene Funktionsraum 71 des Bremskraftverstärkers 36 über einen, beim darge­ stellten speziellen Ausführungsbeispiel mit einer Drossel 72 versehenen Durchflußkanal 73 des Funktions- Steuerventils 68 an die zum drucklosen Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 führende Rücklaufleitung 76 ange­ schlossen, so daß Arbeitsmedium des Bremskraftverstärkers 36 bzw. der Hilfsdruckquelle 44, das in dem Funktionsraum 71 enthalten ist, durch eine Verschiebebewegung des Brems­ kraftverstärkerkolbens 37, die im Sinne eines Bremsdruck­ aufbaues in den Hauptzylindern 21 und 22 erfolgt, aus dem Funktionsraum 71 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruck­ quelle 44 hin verdrängt werden kann, wobei durch die Drossel 72 des Funktions-Steuerventils 68 in einem er­ wünschten Maße eine Begrenzung der Bremsdruck-Rate er­ zielt werden kann.

Sowohl im Verlauf einer normalen, das heißt der Antiblockier­ regelung nicht unterworfenen Bremsdruck-Aufbauphase als auch bei Bremsdruck-Aufbauphasen, die im Rahmen eines Antiblockier- Regelzyklus ablaufen, der ggf. mehrere Druckabbau-, Druck­ halte- und Druckaufbau-Phasen umfaßt, ist die auf den Verstärkerkolben im Sinne einer Bremsdruckaufbau-Ver­ schiebebewegung, das heißt in Richtung des Pfeils 76 der Fig. 1 wirkende Kraft K _A durch die Beziehung

K _A = (F₁ - F₂) · P _BKV

gegeben, wobei mit F ₁ die der Querschnittsfläche der dem Verstärkerkolben 37 aufnehmenden Gehäusebohrung 38 ent­ sprechende Gesamtquerschnittsfläche des Verstärker­ kolbens 37, mit F ₂ die der Querschnittsfläche der zen­ tralen Bohrung 48 der Gehäuse-Zwischenwand 41 ent­ sprechende Gesamtquerschnittsfläche der Kolbenstange 47 einschließlich ihres ihren Innenraum nach außen ab- schließenden Steuerkolbens 53 und mit P _BKV der in den Antriebsdruckraum 42 eingekoppelte, vom Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle 44 mittels des Proportional-Ventils 43 abgeleitete, pedalkraftproportionale Steuerdruck des Brems­ kraftverstärkers 36 bezeichnet sind.

In der erregten Stellung I ist der Funktionsraum 71 des Bremskraftverstärkers 66 gegen den drucklosen Vorratsbe­ hälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 abgesperrt, dafür jedoch über eine Steuerleitung 77 und den Durchflußkanal 78 des Funktionssteuerventils 68 mit dem Antriebsdruckraum 42 des Bremskraftverstärkers kommunizierend verbunden, so daß nunmehr der Verstärkerkolben 37 auch auf seiner den Funktionsraum 71 begrenzenden Seite mit dem Ausgangs­ druck P _BKV des Proportionalventils 43 beaufschlagt ist, mit der Folge, daß die jetzt auf den Verstärkerkolben 37 wirkende Kraft K _R in der entgegengesetzten Richtung - in Richtung des Pfeils 79 - wirkt, wodurch der Verstärkerkolben 37, mit diesem die Wippe 57 und mit diesem - unterstützt durch die Wirkung der Kolben-Rückstell­ federn 81 und 82 der Hauptzylinder 21 und 22 auch deren Kolben 26 und 27 eine Verschiebebewegung im Sinne einer Vergrößerung der Volumina der Ausgangsdruckräume 23 und 24 der Hauptzylinder 21 und 22, das heißt im Sinne eines Brems­ druck-Abbaues in den angeschlossenen Bremskreisen I und II erfahren, die gegen die am Bremspedal 18 angreifende Betätigungskraft erfolgt.

Die für eine derartige Steuerbarkeit von Druckabbau-Phasen der Antiblockier-Regelung notwendige Voraussetzung, daß die - in der erregten Stellung I des Funktionssteuerventils 68 - auf den Verstärkerkolben 37 im Sinne eines Bremsdruck- Abbaues wirkende Kraft K _R , die durch die Beziehung

K _R = F₂ · P _BKV

gegeben ist, größer ist als die mit der Pedalübersetzung multiplizierte Betätigungskraft, gegen welche die Druck­ abbau-Verschiebung des Verstärkerkolbens 37 möglich sein muß, ist durch eine zweckgerechte Dimensionierung des­ selben im Rahmen konstruktiv günstiger Abmessungs­ relationen ohne weiteres erfüllbar, selbstverständlich unter der Nebenbedingung, daß das Ausgangsdruckniveau P _A der Hilfsdruckquelle 44 hinreichend hoch ist.

Diese Hilfsdruckquelle 44 umfaßt einen mittels einer Speicher-Ladepumpe 83 über ein Rückschlagventil 84 auf­ ladbaren Druckspeicher 86, dessen am Ausgang 87 der Hilfsdruckquelle 44 anstehender Speicherdruck P _A mittels eines Druckwächters 87 überwacht wird, der ein die Akti­ vierung der Speicher-Ladepumpe bewirkendes Signal aus­ löst, wenn der Speicherdruck unter einen vorgegebenen Schwellenwert absinkt. Des weiteren ist ein zwischen den Hochdruckausgang 88 der Speicher-Ladepumpe und den - druck­ losen - Vorratsbehälter der Hilfsdruckquelle 44 ein als Rückschlagventil dargestelltes Druckbegrenzungsventil 89 geschaltet, durch dessen Öffnungsdruck das maximale Aus­ gangsdruckniveau P _A der Hilfsdruckquelle 44 bestimmt ist.

Im Rahmen der Hilfsdruckquelle 44 ist weiter ein elektrisch ansteuerbares Sicherheitsventil 91 vorgesehen, das beim dar­ gestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als 2/4-Wege­ Magnetventil ausgebildet ist. In der - dargestellten - Grundstellung O dieses Sicherheitsventils 91 ist ein von dem Funktionsraum 71 des Bremskraftverstärkers 36 zum drucklosen Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 über das Sicherheitsventil 98 führender Strömungspfad 92 frei­ gegeben, während ein vom Hochdruckausgang 88 der Speicher- Ladepumpe 93 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 führender Strömungspfad 93 gesperrt ist. In der hierzu alternativen, erregten Stellung I des Sicherheitsventils 91 ist der von dem Funktionsraum 71 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 führende Strömungspfad 92 gesperrt und dafür der vom Hochdruck-Ausgang 88 der Speicher-Ladepumpe 83 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 führende Strömungspfad 93 freigegeben.

Das Sicherheitsventil 91 wird in seine erregte Stellung I gesteuert, wenn und solange die Antiblockierregelung akti­ viert ist, damit für im Rahmen eines Antiblockier-Regel­ zyklus ablaufende Druckaufbau-Phasen die Wirkung der Drossel 72 des ABS-Steuerventils zu einer Begrenzung der Druckanstiegsgeschwindigkeit, allgemein zur Zumessung des Bremsdruckes, ausnutzbar ist. Mit Beendigung eines Anti­ blockier-Regelzyklus, dessen abschließende Regelphase im Normalfall eine Druckaufbau-Phase ist, für die das ABS- Steuerventil schon in seine Grundstellung Null zurückge­ schaltet wird, wird auch das Sicherheitsventil in seine Grundstellung zurückgeschaltet. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß auch für den Fehlfunktionsfall, daß das ABS- Steuerventil in seiner im Verlauf der Regelung einge­ nommenen, erregten Stellung I "hängen geblieben" sein sollte, was zur Folge hätte, daß der Verstärkerkolben 37 und mit diesem die Kolben 26 und 27 der Hauptzylinder 21 und 22 auch bei Betätigung des Bremspedals 18 in ihre Ausgangs­ stellungen zurückgedrängt würden und in diesen gehalten würden, der vom Funktionsraum 71 des Bremskraftverstär­ kers 36 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 führende Strömungspfad 92 für den Druckabbau in dem Funktionsraum 71 zur Verfügung steht und mithin, wenn auch lediglich noch mit der Pedalkraft, über beide Brems­ kreise I und II gebremst werden kann. Des weiteren kann in der dargestellten Grundstellung Null der beiden Ventile 91 und 68 der Druckspeicher 86 der Hilfsdruckquelle 44 über das Druckbegrenzungsventil 89 aufgeladen werden.

Die für die regelungsgerechte Ansteuerung des ABS-Steuer­ ventils 68, der Bremsdruck-Regelventile 63, 64 und 66 sowie des Sicherheitsventils 91 erforderlichen elektrischen Steuersignale werden von der elektronischen Steuereinheit 67 des ABS 60 aus einer vergleichenden und/oder differenzierenden Verarbeitung der Ausgangssignale von Raddrehzahlsensoren 94, 96 sowie 97 erzeugt, welche für die Radumfangsgeschwindig­ keiten der Fahrzeugräder charakteristische elektrische Aus­ gangssignale abgeben. Beim dargestellten, speziellen Aus­ führungsbeispiel ist den Vorderrädern je ein Raddrehzahl­ sensor 94 bzw. 96 zugeordnet, während den beiden Hinter­ rädern der Raddrehzahlsensor 97 gemeinsam zugeordnet ist und ein für einen Mittelwert der Radumfangsgeschwindigkeiten der Hinterräder charakteristisches Ausgangssignal abgibt, wobei - stillschweigend - vorausgesetzt ist, daß die Hinter­ räder des Fahrzeuges die angetriebenen Fahrzeugräder sind.

Weiter ist vorausgesetzt, daß die elektronische Steuerein­ heit 67 die genannten Ansteuersignale, soweit diese die Steuerung von Druckabbau-, Druckaufbau- und Druckhalte- Phasen der Antiblockier-Regelung betreffen, nach bekannten Kriterien arbeitet und Abwandlungen der elektronischen Steuereinheit, die für die zweckgerechte Ansteuerung des ABS-Steuerventils 68 und des Sicherheitsventils 91 erforderlich sind, dem Fachmann aufgrund seines Fach­ wissens ohne weiteres möglich sind und daher auf dies­ bezügliche Erläuterungen elektronisch-schaltungstechnischer Details der elektronischen Steuereinheit 67 verzichtet wer­ den kann.

Claims (3)

1. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage für ein mit einem Antiblockier-System (ABS), das nach dem Prinzip der Bremsdruckveränderung durch Volumänderung an die Radbremsen angeschlossener Druckräume arbeitet, ausgerüsteten Straßenfahrzeug, dessen Bremskreise I und II als statische Bremskreise ausgebildet sind, zu deren Bremsdruck-Beaufschlagung ein durch Pedal­ kraft steuerbares Bremsgerät vorgesehen ist, das zwei, je einem der Bremskreise I und II zugeordnete, gemeinsam betätigbare statische Hauptzylinder, sowie einen - in das Bremsgerät integrierten - hydraulischen Bremskraftverstärker umfaßt, bei dem als Steuer­ element ein Bremsventil vorgesehen ist, das einen zur Pedalkraft proportionalen, vom Ausgangsdruck P _A einer Hilfsdruckquelle abgeleiteten Steuerdruck P _BKV abgibt, und als Verstärkungselement ein - linearer - hydraulischer Antriebszylinder vorgesehen ist, durch dessen Kolben ein mit dem Ausgangsdruck des Brems­ ventils beaufschlagter Antriebsdruckraum gegen einen Funktionsraum abgegrenzt ist, der im Bremsdruck- Aufbau-Betrieb des Bremsgeräts an den - drucklosen - Vorratsbehälter der Hilfsdruckquelle angeschlossen ist, wobei in dem Gehäuse des Bremsgeräts die beiden Hauptzylinder, der Twin-(Zwillings-)Anordnung ent­ sprechen, mit parallelem Verlauf ihrer zentralen Längsachsen in seitlichem Abstand voneinander ange­ ordnet sind und zwischen diesen mit hierzu parallelem Verlauf seiner zentralen Längsachse der Verstärker- Antriebszylinder angeordnet ist und zur Übertragung der Pedalkraft und der von dem Antriebszylinder zur Bremskraftverstärkung erzeugten Zusatzkraft auf die Hauptzylinderkolben eine vom Kolben des Antriebs­ zylinders ausgehende, sich zum Bremspedal hin er­ streckende und den Antriebsdruckraum in axialer Richtung durchsetzende Kolbenstange vorgesehen ist, die druckdicht-verschiebbar durch eine Bohrung einer den Antriebsdruckraum gehäusefest begrenzenden Zwischenwand des Gehäuses hindurchtritt und auf ihrem sich zwischen dem Antriebszylinder und dem Pedal erstreckenden Abschnitt verschiebefest mit einer um eine Achse, die senkrecht zu der Achsebene der Hauptzylinderachsen verläuft, schwenkbaren Wippe gekoppelt ist, deren Wippenarme an je einem der Hauptzylinderkolben, - z.B. über Stößel - in axialer Richtung abgestützt sind und hinsichtlich ihrer effektiven Längen L _V und L _H so dimensioniert sind, daß das Verhältnis L _V /L _H dieser Längen dem Verhält­ nis F _H /F _V der wirksamen Querschnittsflächen F _H und F _V der Hauptzylinderkolben entspricht, und wobei weiter die wirksame Antriebsfläche des Kolbens des Antriebszylinders um den Betrag F ₂ der Gesamt- Querschnittsfläche der Kolbenstange kleiner ist als die Gesamt-Querschnittsfläche F ₁ des Antriebs­ zylinderkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Ausgangs­ signale einer elektronischen Steuereinheit (67) des ABS (60) ansteuerbares ABS-Steuerventil (68) vorgesehen ist, das durch ein Druckabbau-Steuer­ signal der elektronischen Steuereinheit (67) aus seiner im normalen, das heißt der Regelung nicht unterworfenen Bremsbetrieb eingenommenen Grund­ stellung (O), in welcher der durch den Kolben (37) des Verstärker-Zylinders (36) beweglich begrenzte Funktionsraum (71) desselben an den Vorratsbehäl­ ter (74) der Hilfsdruckquelle (44) angeschlossen ist, in eine erregte Stellung I steuerbar ist, in welcher dieser Funktionsraum (71) gegen den Vor­ ratsbehälter (74) abgesperrt und statt dessen mit dem Antriebsdruckraum (42) des Bremskraftver­ stärkers (36) kommunizierend verbunden ist, oder an den Druckausgang der Hilfsdruckquelle (44) angeschlossen ist.

2. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Grundstel­ lung (O) des ABS-Steuerventils (68) offene, die Verbindung des Funktionsraumes (71) des Verstärker­ zylinders (36) mit dem Vorratsbehälter (74) ver­ mittelnde Durchflußpfad (73) des ABS-Steuerventils (68) mit einer Drossel (72) versehen ist.

3. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen der Hilfsdruck­ quelle (74) ein elektrisch ansteuerbares Sicherheits­ ventil (91) vorgesehen ist, in dessen Grundstel­ lung (O) ebenfalls ein von dem Funktionsraum (71) des Verstärkerzylinders (36) zum Vorratsbehälter (74) der Hilfsdruckquelle (44) führender Entlastungs- Strömungspfad (92) freigegeben ist und der Druck­ ausgang (88) einer zur Aufladung eines Druck­ speichers (86) der Hilfsdruckquelle (44) vorge­ sehenen Speicher-Ladepumpe (83) gegen den Vor­ ratsbehälter (74) abgesperrt ist, und daß dieses Sicherheitsventil (91) wenn und solange das ABS (60) aktiviert ist, in eine erregte Stel­ lung (I) gesteuert wird, in welcher der zusätz­ liche Entlastungs-Strömungspfad (92) gesperrt, der Druckausgang (88) der Pumpe (83) jedoch mit dem Vorratsbehälter (74) verbunden ist.